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ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析
點(diǎn)擊次數(shù):351      更新時(shí)間:2024-04-15

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析

(氣動(dòng)精小型單座調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥),是由多彈簧氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和頂導(dǎo)向式直通低流阻單座閥組成。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確,配用電-氣閥門定位或氣動(dòng)閥門定位器,可實(shí)現(xiàn)對工藝管路流體介質(zhì)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,廣泛應(yīng)用于精確控氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)保持在給定值。是符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的新一代通用調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是以壓縮氣體(常采用凈化壓縮空氣)為動(dòng)力源,以氣缸為執(zhí)行器,并根據(jù)實(shí)際需求可選配電/氣閥門定位器、電/氣轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲氣罐、氣體過濾/減壓/油霧分離器等附件去驅(qū)動(dòng)閥門,來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo),接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的,比如流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。

氣動(dòng)帶定位器調(diào)節(jié)閥01.jpg

2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

自工業(yè)控制系統(tǒng)如DCS、PLC等系統(tǒng)送出4-20ma電流信號,送至氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥定位器。定位器根據(jù)所接收到的電流值,自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮空氣量(壓力)的大小,并將壓縮空氣送至膜室上/下腔。

當(dāng)膜室內(nèi)的氣壓大于彈簧的彈力范圍及閥體內(nèi)部壓力和其它阻力時(shí),就可以推動(dòng)閥芯、閥桿、推桿等構(gòu)件自由運(yùn)動(dòng)了。

3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的彈簧范圍

彈簧范圍:是指一臺閥在靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)的膜室壓力到走行程時(shí)的膜室壓力。20~100KPa,表示這臺閥靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)膜室壓力是20KPa,關(guān)閉時(shí)的膜室壓力是100KPa。常用的彈簧范圍有20~100KPa、20~60KPa、60~100KPa、60~180KPa、40~200KPa。

4、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的FO與FC

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作類型分兩種:氣開型(Air to Open)和氣關(guān)型(Air to Close)。

氣開型:當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí),閥門向增加開度方向動(dòng)作,當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上,閥門處于全開狀態(tài)。反過來,當(dāng)空氣壓力減小時(shí),閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作,在沒有輸入空氣時(shí),閥門全閉。故有時(shí)氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型(Fail to Close FC)。

氣關(guān)型:動(dòng)作方向正好與氣開型相反,當(dāng)空氣壓力增加時(shí),閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作,空氣壓力減小或沒有時(shí),閥門向開啟方向動(dòng)作,直到全開為止,故有時(shí)又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān),通常由閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)的。

氣動(dòng)帶定位器調(diào)節(jié)閥3.jpg

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

1、本閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中儀表的執(zhí)行單元,采用電-氣閥門定位器,以電信號和壓縮空氣為動(dòng)力,接受控制系統(tǒng)輸入的0-10mA DC或4-20mA DC電流信號,由調(diào)節(jié)器將壓縮空氣,轉(zhuǎn)換成氣源壓力信號輸入輸出,可實(shí)現(xiàn)分程控制(段幅信號),從而改變閥門開度位移,達(dá)到對流體介質(zhì)的工藝參數(shù)精確調(diào)節(jié)控制。

2、本閥按作用模式可分;

正作用:氣閉式-常開型(當(dāng)信號壓力增大時(shí)閥位向下位移),《B型》

反作用:氣開式-常閉型(當(dāng)信號壓力增大時(shí)閥位向上位移),《K型》

3、氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥為直通單座鑄造球形閥,單座柱塞型閥芯,特別適用于允許泄漏小且閥前閥后壓差不大的工作場合。

4、直通低流阻單座為無底蓋頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu),它只有一個(gè)閥座和一個(gè)柱塞形閥芯具有密閉性能好、泄漏量小、動(dòng)作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、可調(diào)比大,閥芯導(dǎo)向部分的導(dǎo)向面積大,具有抗振性能強(qiáng)等特點(diǎn),適用于對介質(zhì)泄漏量及調(diào)節(jié)精度有嚴(yán)格要求的場合,但由于閥結(jié)構(gòu)上的原因,閥桿上的不平衡力較大,尤其在公稱通徑大的工況下更為明顯,因而該閥只適合于工作壓差較小的場合。

5、通過改變閥芯形狀的設(shè)計(jì);不同的閥芯形狀會得到不同流量特性:等百分比(對數(shù))性、直線性、快開特性。

6、根據(jù)使用工況要求,閥芯可設(shè)計(jì)制作成;軟質(zhì)密封結(jié)構(gòu)(適用于-20~ 120℃溫度范圍內(nèi)要求嚴(yán)密閉性的酸堿類、氣體類等介質(zhì))。

氣動(dòng)帶定位器調(diào)節(jié)閥03.jpg

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析主要零件材料

◇ 閥體、閥蓋:HT200,ZG230-450,ZG1Cr18Ni9Ti
◇ 閥芯、閥座:1Cr18Ni9Ti,司太萊合金堆焊
◇ 軟密封閥芯:增強(qiáng)聚四氟乙烯
◇ 填料:聚四氟乙烯,柔性石墨
◇ 波紋管:1Cr18Ni9Ti
◇ 墊片:橡膠石棉板、10、1Cr18Ni9Ti、石棉纏繞墊片
◇ 膜蓋:A3
◇ 波紋膜片:丁晴橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物
◇ 彈簧:60SIMN
◇ 閥桿、推桿:2Cr13、1Cr18Ni9Ti
◇ 襯套:2Cr13

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥14.jpg

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析技術(shù)參數(shù)

公稱通徑DN(mm)20253240506580100125150200(10)(12)(15)(20)額定流量系數(shù)KV直線1.82.84.46.91117.627.54469110176275440690等百分比1.62.54.06.31016254063100160250400630

額定行程L(mm)

16

25

40

60

膜片有效面積Ae(cm2)

280

400

600

1000

信號范圍Pr(KPa)

20~100、40~200

氣源壓力Ps(MPa)

0.14~0.4

固有流量特性

直線、等百分比

固有可調(diào)比

50

允許泄漏量

硬閥座:IV級(10-4閥額定容量)    軟閥座:VI級

公稱壓力PN(MPa)

1.0、1.6、4.0、6.4

工作溫度t(℃)

常溫型

-20~200、-40~240、-60~250

散熱型

-40~450、-60~450

高溫型

450~560

低溫型

-60~-100、-100~-200、-200~-250

本產(chǎn)品性能指標(biāo)貫徹GB/T4213-92標(biāo)準(zhǔn)

   

允許壓差

氣閉式調(diào)節(jié)閥允許壓差表 單位: MPa

膜片有膠面積Ae(cm2)

280

400

600

1000

信號范圍Pr(KPa)

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

氣源壓力Ps(MPa)

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

需配附件

-

P

P

-

P

P

-

P

P

-

P

P

DN

(mm)

d

(mm)

20

10

5.35

6.40

6.40










12

3.72

6.40

6.40










15

2.33

5.55

6.40










20

1.34

3.12

4.01










25

25

0.86

2.00

2.57










32

32




0.75

1.74

2.24







40

25




1.22

2.85

3.67







32




0.75

1.74

2.24







40




0.48

1.11

1.48







50

32




0.75

1.74

2.24







40




0.48

1.11

1.48







50




0.31

0.71

0.91







65

65







0.27

0.63

0.81




80

50







0.46

1.07

1.38




65







0.27

0.63

0.81




70







0.18

0.42

0.52




100

65







0.27

0.63

0.81




70







0.18

0.42

0.52




100







0.11

0.26

0.34




125

125










0.12

0.29

0.37

150

100










0.19

0.44

0.57

125










0.12

0.29

0.37

150










0.09

0.20

0.25

200

125










0.12

0.29

0.37

150










0.09

0.20

0.25

200










0.05

0.11

0.14

*P:閥門定位器
**對于ZXPV型單座紋管密封調(diào)節(jié)閥,最大允許壓差為1.0MPa,表中數(shù)據(jù)若數(shù)值小于1.0MPa則不變,若數(shù)值MPa,則取值1.0MPa。

氣動(dòng)帶定位器調(diào)節(jié)閥1.jpg

   

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析允許壓差表 單位: MPa

 膜片有膠面積Ae(cm2)

280

400

600

1000

 信號范圍Pr(KPa)

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

 氣源壓力Ps(MPa)

0.14

0.25

0.14

0.25

0.14

0.25

0.14

0.25

 需配附件

-

P

-

P

-

P

-

P

DN

(mm)

d

(mm)

20

10

5.35

6.40







12

3.72

6.40







15

2.33

5.55







20

1.34

3.12







25

25

0.86

2.00







32

32



0.75

1.74





40

25



1.22

2.85





32



0.75

1.74





40



0.48

1.11





50

32



0.75

1.74





40



0.48

1.11





50



0.31

0.71





65

65





0.27

0.63



80

50





0.46

1.07



65





0.27

0.63



70





0.18

0.42



100

65





0.27

0.63



70





0.18

0.42



100





0.11

0.26



125

125







0.12

0.28

150

100







0.19

0.44

125







0.12

0.26

150







0.09

0.20

200

125







0.12

0.28

150







0.09

0.20

200







0.05

0.11

*P:閥門定位器
**對于ZXPV型單座紋管密封調(diào)節(jié)閥,最大允許壓差為1.0MPa,表中數(shù)據(jù)若數(shù)值小于1.0MPa則不變,若數(shù)值MPa,則取值1.0MPa。

氣動(dòng)薄膜式切斷閥8.jpg

   

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

外形尺寸及重量
標(biāo)準(zhǔn)型、散熱形、高溫型外形尺寸表  單位:MM

公稱通徑

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200


282

308

394

494

L

PN16,40

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

PN64

230

230

260

260

300

340

380

430

500

550

650

H1

PN16

53

58

70

75

83

93

100

110

125

143

170

PN40

53

58

70

75

83

93

100

118

135

150

188

PN64

65

70

78

85

90

103

108

125

148

173

208

H

標(biāo)

準(zhǔn)

PN16

429

438

474

476

502

622

646

687

835

889

981

PN40

429

438

474

476

502

622

646

695

845

896

1000

PN64

456

468

511

525

535

663

673

705

868

958

1260

散熱高溫型

570

570

610

610

630

730

810

820

960

1090

1180

散熱高溫型高度(H)為PN16的數(shù)值
夾套型高度H1及H均增加15%

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥000.jpg

ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析波紋管密封型外形尺寸 單位:MM

公稱通徑

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

ФA

282

308

394

494

L

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

H1

53

58

70

75

83

93

100

110

125

143

170

H標(biāo)準(zhǔn)型

446.5

453.5

490

542

537.5

617.5

667

675

735

907.5

900


公稱通徑

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

ФA

282

308

394

494

L

PN16, PN40

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

PN64

230

230

260

260

300

340

380

430

500

550

650

H1

PN16, PN40

52.5

5705

70

75

8205

92.5

100

117.5

135

150

187.5

PN64

65

70

7705

85

900

102.5

107.5

125

147.5

172.5

207.5

H2

-60~-100℃

500

500

500

500

500

600

600

600

700

700

700

-100~-200℃

700

700

700

700

700

800

800

800

900

900

900

-200~-250℃

900

900

900

900

900

1000

1000

1000

1100

1100

1100

H

-60~

-100

(℃)

PN16, PN40

810

810

832

832

832

1026

1026

1024

1200

1198

1198

PN64

810

810

832

832

832

1026

1026

1024

1200

1198

1198

-100~

-200

(℃)

PN16, PN40

1010

1010

1032

1032

1032

1226

1226

1124

1400

1398

1398

PN64

1010

1010

1032

1032

1032

1226

1226

1124

1400

1398

1398

-200~

-250

(℃)

PN16, PN40

1210

1210

1032

1232

1232

1426

1426

1424

1600

1598

1598

PN64

1210

1210

1032

1232

1232

1426

1426

1424

1600

1598

1598

ФD3

260

260

285

305

340

370

405

460

525

590

700

ФD4

290

290

315

335

370

400

435

490

555

630

740

螺栓孔N(個(gè))-D(直徑)

8-14

8-14

8-14

8-16

8-16

10-16

10-16

12-18

14-18

16-18

18-18


調(diào)節(jié)閥重量表        單位:KG

公稱通徑

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

標(biāo)準(zhǔn)型

PN16

16

17

19

21

23

35

48

57

64

70

900

PN40

16

17

19

21

23

35

48

60

67

74

95

PN64

20

21

25

30

33

44

71

91

100

115

145

散熱高溫型

17

18

20

22

25

36

51

60

67

74

95

波紋管型

20

21

25

30

33

48

71

91

102

115

145

低溫型

20

21

23

26

28

42

58

69

77

84

108

*本表中散熱高溫型的重量以PN16為依據(jù),低溫型以PN40為依據(jù)

  氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是:當(dāng)信號壓力中斷時(shí),應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門在信號中斷后處于打開位置,流體不中斷,則選用氣關(guān)閥;如果閥門在信號壓力中斷后處于關(guān)閉位置,流體不通過,則選用氣開閥。如加熱爐的燃料氣或燃料油管路上的調(diào)節(jié)閥,應(yīng)選用氣開閥,當(dāng)信號中斷后,閥自動(dòng)關(guān)閉,燃料被切斷,以免爐溫過高而發(fā)生事故;鍋爐進(jìn)水管路上的調(diào)節(jié)閥,應(yīng)選用氣關(guān)閥,當(dāng)信號中斷后,閥自動(dòng)打開,仍然向鍋爐內(nèi)送水,可以避免鍋爐燒干。Q與閥芯相對行程L(閥門的相對開度)之間的函數(shù)關(guān)系:
    Q=f(L)
  當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差△P保持不變時(shí),閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線、等百分比(對數(shù))、拋物線和快開等4種類型,如圖3-1所示:

  在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開3種。拋物線特性介于直線和等百之間,一般用等百特性來代替??扉_特性主要用于二位式控制。
  在一般情況下,閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變,這時(shí)閥的固有流量特性就會發(fā)生畸變,閥在實(shí)際工作條件下的特性稱之為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引入一個(gè)稱為閥阻比的系數(shù)S。
       S=△P/Σ△P
  Σ△P為系統(tǒng)總壓差,是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。

電動(dòng)自力式4.jpg

  ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析從以下3個(gè)方面內(nèi)容對閥的工作流量特性進(jìn)行分析:
       1、從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析
  對于一個(gè)簡單的控制系統(tǒng),它是由控制對象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的,系統(tǒng)的總放大系數(shù)K=K1 K2 K3 K4K5
  K1~K5分別表示變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥、控制對象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動(dòng)的情況下,要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo),希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個(gè)操作范圍內(nèi)保持不變。一般來說,在一個(gè)確定的系統(tǒng)里,K1~K3的系數(shù)是固定不變的,只有對象的放大系數(shù)K5隨負(fù)荷的變化而變化,為此選擇適當(dāng)?shù)牧髁刻匦詠硌a(bǔ)償對象特性的變化,保證K4K5的乘積是個(gè)常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個(gè)穩(wěn)定值。
       2、從工藝配管情況分析
  調(diào)節(jié)閥總是與管道、設(shè)備連在一起使用的,管道阻力的存在必然會使閥的工作特性與固有特性不同。所以,應(yīng)根據(jù)對象的特性,選擇合適的工作特性,再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性。

確定完CV值以后,要對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行驗(yàn)算,要求最大流量時(shí)閥開度不大于90%,最小流量時(shí)開度不小于10%。在正常工況下,閥門開度應(yīng)在15%~85%之間。最后根據(jù)CV值確定調(diào)節(jié)閥口徑。

電動(dòng)自力式8.jpg

三、ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析調(diào)節(jié)閥的材料和輔助裝置  
  調(diào)節(jié)閥的閥體一般選用鑄鐵材質(zhì),其耐壓等級、使用溫度范圍、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對工藝管道的要求,但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時(shí)應(yīng)作特殊考慮。閥芯、閥座材質(zhì)的選用應(yīng)考慮到流體中是否有固體顆粒產(chǎn)生的磨損和氣蝕作用對閥內(nèi)件的沖擊。一般對于非腐蝕性流體,常選用不銹鋼;對于腐蝕性較強(qiáng)的流體,可選用哈氏合金;對于沖擊、振動(dòng)、磨損嚴(yán)重的流體,可選用堆焊硬質(zhì)合金或噴涂材質(zhì)。另外當(dāng)操作介質(zhì)溫度高于+200℃時(shí),要選擇帶散熱片的上閥蓋。
  調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器、電磁閥、回訊開關(guān)、過濾減壓器、保位閥等。
  閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一個(gè)重要附件,常見的有氣動(dòng)閥門定位器和電氣閥門定位器兩種。它主要用于:

定位器9YTC.jpg

      1、高壓差的場合;
      2、高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場合;
      3、介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場合;
      4、調(diào)節(jié)閥口徑較大的場合;
      5、實(shí)現(xiàn)分程控制;
      6、改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
  電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源,使閥處于通、斷的位置,多用于安全放空閥?;赜嶉_關(guān)是需要在控制室實(shí)時(shí)監(jiān)測到閥位的信號才選用的。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況,當(dāng)氣源切斷時(shí),閥位要求保持在一定的位置上,但這種情況不多見。

電動(dòng)自力式12.jpg

四、ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)論
  隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的要求越來越高,這些要求包括:新結(jié)構(gòu)、新材料、高性能、與計(jì)算機(jī)通訊以及*的動(dòng)態(tài)性能等。因此,對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)艱巨而重要的任務(wù)。
  調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié),若選擇計(jì)算不準(zhǔn)確、使用維護(hù)不得當(dāng),將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量,甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因此,對調(diào)節(jié)閥的正確選用、安裝和維修等各項(xiàng)工作都必須高度重視。